Утилизация отходов с извлечением полезных компонентов

Рост населения Земного шара неизбежно ведет к повышению уровня потребления, а значит, и к увеличению массовой доли отходов, производимых цивилизацией. Ситуация с мусором становится все более критической. Утилизация отходов стала одной из наиболее важных проблем для мирового сообщества.

Основные виды отходов

Отходы, производимые человечеством, можно разделить следующим образом:

• по месту образования;
• в зависимости от стадии производственного цикла;
• по виду производимого мусора;
• по степени опасности для окружающей среды и здоровью населения;
• по предназначению;
• по величине запаса и объема образования;
• по степени изученности и существованию систем утилизации.

По происхождению:

1. Промышленные. Этот тип бытовых отходов является результатом производственной деятельности.
2. Строительные. Накапливаются при строительно-монтажных работах, возведении и сносе домов, строительстве дорог и прочих объектов инфраструктуры.
3. Медицинские. К этой категории относится весь мусор, произведенный в медицинских учреждениях любого типа.
4. Радиоактивный мусор.
5. Твердые бытовые отходы. Образовываются в жилых секторах, магазинах, образовательных и социально-бытовых учреждениях. Как правило, это товары, утратившие свои потребительские свойства, а также крупногабаритный мусор, дорожные и дворовые отходы.

Бытовые отходы могут быть:

1. Биологическими (пищевые, деревянные, кожаные и костные останки). Такой мусор быстроразлагаем и не несет никакой опасности.
2. Небиологическими (бумажные, пластиковые, металлические, текстильные, стеклянные и резиновые останки). Эти виды отходов разлагаются 2-3 года, причем процесс сопровождается выделением токсичных веществ, несущих опасность для природы и здоровья человека.

В зависимости от агрегатного состояния отходы могут быть:

• твердыми;
• жидкими;
• газообразными;
• пастообразными;
• гелеобразными;
• в виде суспензий и эмульсий.

Проблемы утилизации отходов

Проблема увеличения массовой доли мусора давно тревожит экологов по всему миру. Огромное количество свалок наносит непоправимый вред планете, отравляя почвы и выбрасывая в атмосферу ядовитые вещества.

1. Свалки – источники болезнетворных бактерий, рассадники вредных насекомых и грызунов, являющихся потенциальными источниками множества тяжелых заболеваний.
2. На сегодняшний день уже загрязнены миллионы квадратных километров почв и воды мирового океана. Переработка мусора и повторное использование полученного сырья может остановить этот процесс.
3. Усиливается парниковый эффект, что ведет к разрушению атмосферных слоев и существенному изменению климата.
4. Количество мусора растет с каждым днем, так как в естественных условиях многие современные материалы разлагаются несколько десятилетий.

Однако даже несмотря на масштабность, проблема утилизации производимого человечеством мусора решаема. Утилизация отходов, основанная на комплексном подходе со стороны органов власти и населения может помочь в этом.

Правила утилизации отходов

Правила и нормы утилизации отходов закреплены на уровне законодательства соответствующими ФЗ в сфере природопользования и обращения с отходами. Главным правилом утилизации является максимально возможное сокращения опасности для окружающей среды и здоровья населения. При этом, предпочтение должно отдаваться наиболее экологичным способам. Условно методы утилизации можно разделить на 3 больших категории:

1. Переработка отходов.
2. Захоронение.
3. Сжигание.

Методы утилизации должны подбираться отдельно для каждой из групп имеющихся отходов, а эффективность переработки при этом определяется временными и материальными затратами на проведение работ. Также правила утилизации биологических отходов включают в себя использование рефрижераторов для перевозки и хранения материалов, а отходы этого типа могут быть направлены на переработку лишь после прохождения санитарной экспертизы. В случае выявления опасности заражения – такие отходы уничтожаются.

Этапы утилизации отходов

Утилизация отходов включает в себя несколько этапов:

1. Сбор и сортировка. Существенно облегчает задачу службам, занимающимся транспортировкой отходов установка специальных контейнеров, предназначенных для разных типов мусора. Но при этом важно чтобы каждый вид мусора в итоге собирала отдельная машина, в противном случае в контейнере отходы перемешаются.
2. Перевозка.
3. Размещение на специально подготовленных полигонах.
4. Обезвреживание, в том случае если отходы представляют опасность для окружающей среды и здоровья людей.
5. Захоронение.
6. Хранение. Мусор перевозится на специально предназначенные участки земли (полигоны), где и хранится некоторое время. Чем быстрее будут проводиться работы по утилизации – тем меньшая площадь потребуется для хранения, а также существенно сократится негативное влияние, оказываемое на окружающую среду.
7. Вторичная переработка.
8. Утилизация.

Способы утилизация отходов

Существует множество способов утилизации отходов, но самыми эффективными можно назвать следующие:

• сжигание;
• брикетирование;
• компостирование;
• захоронение.

Сжигание

Этот способ применим не только для бытовых отходов, но и для многих других типов мусора. Его преимущество заключается в высокой эффективности процедуры – начальный продукт сокращается в объеме после обработки на 90 – 95%.

ВАЖНО! Сжигание отходов не только может избавить землю от отходов, но и позволит обеспечить население электричеством, тепловой энергией и горячей водой.

Сжигание также используется для нейтрализации токсичных или ядовитых веществ. Температура в печах, предназначенных для мусоросжигания достигает 1200 градусов, а дым, выделяемый в процессе, проходит несколько этапов фильтрации, что позволяет не загрязнять атмосферу. В первую очередь сжигать следует:

• лакокрасочную продукцию;
• клей;
• смолы и мастики;
• продукты нефтепереработки;
• фармацевтические продукты;
• гигиенические принадлежности;
• химические вещества.

Захоронение

Этот способ утилизации не позволяет существенно сокращать объемные отходы, поэтому его применяют только для тех типов мусора, которые нельзя утилизировать или переработать иными способами. Полигоны для захоронения мусора располагаются на значительном расстоянии от любых населенных пунктов и предполагают наличие всех необходимых сооружений, позволяющих предотвратить попадание опасных веществ в почву, воды или атмосферу.

Компостирование

Компостирование – метод переработки отходов, основанный на естественном процессе биоразложения. Применяется для переработки органических отходов, в первую очередь – растительного происхождения. Основными компонентами для компостирования можно назвать:

1. Торф.
2. Навоз.
3. Опавшие листья.
4. Пищевые отходы.
5. Растительные отходы.
6. Древесные опилки.
7. Бумага.
8. Текстиль.

Процедура компостирования предполагает обезвреживание патогенной флоры и уменьшение вредоносных веществ за счет естественного повышения в органической массе содержания необходимых растениям элементов питания (азота, фосфора, калия и др.). По своим удобрительным характеристикам компост не уступает навозу, а некоторые типы даже превосходят его. К сожалению, это способ не позволяет переработать большинство типов мусора и требует тщательной сортировки, что не всегда представляется возможным. Именно поэтому он не распространен и по большей части используется в индивидуальных целях:

• на приусадебных участках;
• в частных домах;
• в фермерских хозяйствах;
• на фермах и т. д.

Брикетирование

Брикетирование – новый, пока еще редко применяемый способ утилизации бытовых отходов. Он основан на тщательной сортировке и упаковке гомогенного мусора в отдельные брикеты, с последующим хранением их на специализированных полигонах. Эта технология позволяет эффективно обрабатывать бытовые отходы, существенно сокращая их объем и значительно упрощая процедуру хранения и транспортировки.

Рециклинг отходов

Рециклинг отходов представляет собой переработку полезного мусора и отходов с целью их повторного использования и возврата в производственный процесс. Вторичная переработка позволяет существенно сократить объем необходимого сырья, так как его эффективно заменяет переработанный мусор. Метод включает в себя:

1. Цикличное применение мусора.
2. Изготовления новых предметов из отработанного сырья.
3. Расщепление мусора и выделение полезных компонентов.
4. Получение электроэнергии при сжигании отходов.

Методы переработки отходов

Механический

Включает в себя все процессы, основанные на разрезании и измельчении отходов. В дальнейшем все полученные материалы перерабатываются и используются вновь. Возможные варианты использования напрямую зависят от качества полученного материала после переработки. Главный минус подобного метода – недостаточное качество сырья в сравнении с новыми материалами, обладающими большей прочностью.

Инсинерация

В данном случае утилизация отходов представляет собой сжигание сырья с целью получения тепловой энергии. Достоинства метода:

• эффективное сокращение объемов мусора;
• уничтожение опасных веществ;
• количество выделяемой энергии превышает тот же показатель, получаемый при сжигании угля и торфа.

Главным недостатком метода является возможный выброс ядовитых газов в атмосферу. Даже установка современных фильтров не решает проблему полностью.

Пиролиз

Пиролиз основывается на методе бескислородного сжигания, процесс исключает горение, а в результате происходит распад материалов на более простые вещества. Существует два типа пиролиза:

1. Низкотемпературный.
2. Высокотемпературный.

ВАЖНО! В отличии от сжигания при пиролизе в атмосферу выбрасывается малое количество канцерогенных газов, которые легко могут быть остановлены современными системами фильтрации.

Применение этой методики позволяет получить качественное вторичное сырье и топливо, которые могут быть использованы как альтернатива другим природным источникам энергии. Шлаки, остающиеся после завершения процедуры пиролиза, отличаются небольшим номинальным объемом, и подлежат утилизации на обычных полигонах для ТБО.

Химический

Суть методики утилизации отходов заключается в воздействии различными химическими веществами на отсортированные отходы одного типа, в результате чего получают готовое сырье, которое может быть использовано в производстве. Чаще всего этот метод используется для переработки строительного мусора.

Утилизация отходов в России

К сожалению, на сегодняшний день в России остро стоит проблема экологичной и законной утилизации отходов. Внедрение систем раздельного сбора мусора у населения позволяет лишь незначительно снять остроту вопроса, так как процедура практически не регулируется на законодательном уровне. Зачастую даже отсортированный жильцами мусор забирает одна и также машина, что сводит все усилия населения на нет.

По данным официальной статистики в России ежегодно образовывается более 4 миллиардов тонн мусора, при этом уже накоплено более 80 миллиардов тонн, из которых более 1,5 миллиардов относятся к классу особо опасных из-за своей токсичности. На сегодняшний день в стране обширные площади выделяются под полигоны для захоронения отходов и свалки. Одновременно с этим в России функционируют сотни несанкционированных свалок, а вредные вещества незаконно сбрасываются в воздух и воду, загрязняя окружающую среду и негативно влияя на животный и растительный мир.

Опыт утилизации отходов за рубежом

В современном мире немало стран показывают достойные примеры обращения с мусором, в том числе и утилизации отходов, которые могут стать примером для подражания. В странах, являющихся членами Евросоюза, широкий размах приобрел раздельный сбор ТБО у населения. В отдельные контейнеры собирается бумага, пластик, стекло, и др., а за нарушение установленных правил выбрасывания мусора грозит существенный штраф. Практически в каждом магазине Европы, который торгует товарами для дома, функционирует пункт приема батареек и сломанной бытовой техники, воспользовавшись услугами которого можно получить внушительную скидку на новый товар.

В Швеции уровень переработки отходов достиг 80%, а 18% мусора утилизируется исключительно экологическими способами. Все предприятия этой страны, занимающиеся переработкой вторичного сырья, оснащены специальными датчиками, контролирующими уровень концентрации токсинов. При любом отклонении от нормы сигнал сразу же отсылается в надзорные органы, которые берут ситуацию на контроль и применяют к нарушителю штрафные и административные меры.

В Японии на вторичную переработку отправляется более 50% всех образующихся отходов, утилизируется – более 35%. На свалки и полигоны отправляется лишь 20% мусора. Закон об обязательной переработке отходов был принят властями Японии еще в конце 20 века и соблюдается всеми без исключения – как гражданами, так и промышленными предприятиями.

К сожалению, стран с повышенным уровнем загрязнения природной среды, а значит и уровнем болезней и смертности населения, в современном мире гораздо больше. Самыми «грязными» местами планеты на сегодняшний день являются Индия, Египет, Китай, Ирак и др. Движение за сохранение чистоты планеты постоянно развивается. И в России, и в других странах мира разрабатываются и воплощаются в жизнь новые программы по утилизации и переработке отходов.

Грамотная организация ликвидации бытового мусора позволяет не только существенно сократить время, требующееся для утилизации, но и позволяет обезопасить окружающую среду, а также значительно снизить количество природных ресурсов, требующихся для производства.